Browsing by Author "Cerpa Nebott, Waldo Francisco"
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- ItemAmyloid-beta Peptide Fibrils Induce Nitro-Oxidative Stress in Neuronal Cells(2010) Ill-Raga, G.; Godoy Zeballos, Juan Alejandro; Belmar Lucero, Sebastián Antoni; Cerpa Nebott, Waldo Francisco
- ItemBinge-like Alcohol Administration Alters Decision Making in an Adolescent Rat Model: Role of N-Methyl-D-Aspartate Receptor Signaling(2023) Arce Olave, Camila Raquel; Mira Guzmán, Rodrigo Andrés; Lira Mendieta, Matías Sebastián; Cerpa Nebott, Waldo FranciscoAlcohol is one of the most used legal drugs abused worldwide, and its consumption is associated with high mortality and morbidity rates. There is an increasing concern about the starting age of consumption of this drug since it has become evident that it is at younger ages. The so-called “pattern of consumption by binge” corresponds to ingesting large amounts of alcohol in a short period and is the most popular among young people. Previous studies show that alcohol causes damage in different areas, such as the hippocampus, hypothalamus, and prefrontal cortex, and adolescents are more susceptible to alcohol toxicity. Alcohol inhibits the membrane glutamate receptor, NMDA-type glutamate receptors (NMDAR). Using a binge-like alcohol administration protocol in adolescent rats (PND25), we investigate decision making through the attentional set-shifting test (ASST) and alterations in the NMDAR signaling in related areas. We observe an impairment in executive function without alterations in NMDAR abundance. However, binge alcohol changes NMDAR signaling and decreases quantity in the synapse, mainly in the hippocampus and hypothalamus. We suggest that prefrontal cortex impairment could arise from damaged connections with the hippocampus and hypothalamus, affecting the survival pathway and memory and learning process.
- ItemPapel de las fosfatasas STEP y PTEN en el balance entre la señalización sináptica y extrasináptica de los receptores NMDA en el hipocampo en un modelo murino de trauma cerebral moderado : papel del daño oxidativo.(2020) Carvajal Cachaña, Francisco Javier; Cerpa Nebott, Waldo Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias BiológicasEl daño neuronal provocado por lesiones cerebrales, envejecimiento o diversas enfermedades neurodegenerativas, tiene entre alguno de sus factores comunes la falla sináptica y el estrés oxidativo. El principal tipo de sinapsis afectada en este conjunto de patologías es la sinapsis glutamatérgica. Uno de los componentes principales de la transmisión glutamatérgica son los receptores de N-metil-D-aspartato (NMDARs). De acuerdo a su localización en subdominios de la membrana neuronal se han descrito dos poblaciones de NMDARs; los NMDARs sinápticos y los NMDARs extrasinápticos. Los NMDARs sinápticos son los encargados de la transmisión sináptica en diversos circuitos neuronales activando vías de señalización asociadas a la plasticidad sináptica y la sobrevida neuronal. Por el contrario, los NMDARs extrasinápticos, al ser activados, son capaces de generar cascadas de señalización intracelulares pro-apoptóticas incluyendo la activación de proteasas como las calpaínas. La localización de los NMDARs depende principalmente del estado de fosforilación de la subunidad GluN2B. Estudios previos han demostrado el papel de algunas fosforilaciones clave que ayudan a mantener al receptor en distintas zonas. Algunas fosforilaciones de interés son la fosforilación en la tirosina 1472 de la subunidad GluN2B que ha sido asociada a un enriquecimiento de los NMDARs en la zona sináptica y la fosforilación en la tirosina 1336, esta última ha sido relacionada a un enriquecimiento de los NMDARs en la zona extrasináptica. El balance entre estas dos fosforilaciones con funciones antagónicas depende del balance entre la actividad de kinasas y fosfatasas. En los últimos años se han descritos una serie de fosfatasas reguladoras de la actividad sináptica, muchas de ellas tienen como blanco a los NMDARs. En este trabajo las fosfatasas a estudiar son PTEN (Phosphatase and Tensin homolog deleted on chromosome Ten) y STEP (Striatal-enriched protein Tyrosine Phosphatase), ambas proteínas tienen implicancias en la disminución de la actividad de los NMDARs en condiciones patológicas, así como también han sido involucradas como reguladores de la plasticidad sináptica en paradigmas de inducción de la potenciación y depresión a largo plazo (LTP y LTD respectivamente). Estos fenómenos han convertido a estas dos fosfatasas en un interesante blanco de estudio en eventos celulares relacionados a procesos neuropatológicos. En este trabajo hemos evaluado el papel del daño oxidativo en la regulación de la actividad de estas fosfatasas y de su efecto sobre el estado de fosforilación de los NMDARs bajo dos modelos diferentes. Daño oxidativo crónico y daño oxidativo agudo. En ambos casos se utilizó un animal transgénico con baja capacidad antioxidante como es el ratón heterocigoto para la enzima superóxido dismutasa 2 (SOD2-/+). Para evaluar el papel de PTEN y STEP en la distribución de los NMDARs por el daño oxidativo crónico, se utilizaron animales SOD2+/- de distintas edades (2 y 6 meses de edad), esperando que el envejecimiento y la baja capacidad antioxidante generen el daño oxidativo crónico. Como modelo de daño oxidativo agudo se utilizó un modelo de trauma de impacto craneal frontal leve y repetitivo en ratones SOD2+/- y ratones control. En ambos modelos se midieron los siguientes parámetros: cambios cognitivos (laberinto acuático de Morris y reconocimiento de objeto nuevo), estudios electrofisiológicos (LTP, potenciales dependientes de NMDARs) y la actividad y expresión de PTEN y STEP. Además, se evaluó la localización de los NMDARs a través de las fosforilaciones de la subunidad GluN2B y mediante fraccionamiento subcelular del hipocampo de estos ratones. Con el fin de corroborar la participación de las fosfatasas PTEN y STEP en la progresión del daño producido por el trauma cerebral y el posterior daño neuronal provocado entre otras cosas por el aumento de los NMDARs extrasinápticos, se utilizaron herramientas farmacológicas. Para el caso de PTEN se utilizó el inhibidor VO-OHpic y para STEP se utilizó el inhibidor TC-2153, en ambos casos se administró el inhibidor vía intraperitoneal antes de cada sesión de golpes. Solo con el inhibidor de STEP se contrarrestaron algunos de los efectos producidos por el trauma cerebral. En resumen, se logró establecer bajo dos modelos de acumulación de daño oxidativo, crónico y agudo, el papel de las fosfatasas STEP y PTEN en el estado de fosforilación y en la localización de los NMDARs entre regiones sinápticas y extrasinápticas, los cuales contribuirían a los daños neurológicos y sinápticos observados.
- ItemStructure-Function Implications in Alzheimers Disease: Effect of Aβ Oligomers at Central Synapses(2008) Cerpa Nebott, Waldo Francisco; Dinamarca Ceballos, Margarita Constanza.; Inestrosa Cantín, Nibaldo
- ItemThe role of synaptic and extrasynaptic NMDA receptors imbalance and mitochondrial permeability in hit-induced brain trauma(2023) Mira Guzmán, Rodrigo Andrés; Cerpa Nebott, Waldo Francisco; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias BiológicasLos receptores del tipo N-metil-D-Aspartato (NMDA) son actores moleculares clave tanto en procesos de plasticidad sináptica como en mecanismos de muerte neuronal en el cerebro, incluyendo el hipocampo. Se distribuyen en regiones sinápticas y extrasinápticas gatillando diferentes vías de señalización. La actividad de los receptores NMDA extrasinápticos está asociada a disfunción mitocondrial a través de la entrada excesiva de calcio in vitro. Por otro lado, el trauma cerebral es el daño cerebral generado por fuerzas externas, siendo el trauma leve la forma más común de trauma cerebral. Diversos mecanismos de daño neuronal han sido descritos para el trauma leve incluyendo la función alterada de receptores NMDA y el deterioro en la función bioenergética de las mitocondrias. Aquí, se evaluó la relación directa entre el aumento en la actividad de receptores NMDA extrasinápticos y la sobrecarga de calcio mitocondrial y consecuente disfunción mitocondrial en un contexto de trauma cerebral in vivo. Para esto, se utilizó un modelo de trauma cerebral leve en ratones que consiste en el impacto de una bola de acero acelerada por gravedad en la zona frontal de la cabeza del animal. Todos los estudios fueron llevados a cabo en el hipocampo, región subcortical del cerebro no directamente expuesta al trauma. A pesar de que la actividad de los receptores NMDA no pudo ser evaluada directamente, se encontró un aumento en los niveles de glutamato extracelular, así como también un aumento en los niveles nucleares de FoxO3a, un factor de transcripción modulado por la actividad de receptores NMDA extrasinápticos, sugiriendo una mayor actividad de estos receptores. Utilizando mitocondrias aisladas del hipocampo, los efectos del trauma cerebral leve en las mitocondrias fueron caracterizados. Se encontró una disminución en el potencial de membrana mitocondrial, así como un aumento en los niveles intra-mitocondriales de calcio, sugiriendo disfunción mitocondrial. Por otro lado, se encontró también un aumento en los niveles proteicos de MICU3, y aumento en los niveles proteicos y la actividad de NCLX. Para relacionar directamente las alteraciones de los receptores NMDA y las alteraciones mitocondriales, se realizó la inhibición farmacológica de los receptores NMDA extrasinápticos con Memantina a una dosis de 10 mg/kg por 6 días en el modelo de trauma cerebral leve usado. El tratamiento con Memantina no fue capaz de contrarrestar los cambios mitocondriales inducidos por el trauma cerebral leve, pero sí produjo cambios mitocondriales por sí solo. Los resultados sugieren tanto una alteración en la señalización de los receptores NMDA luego del trauma leve, así como también signos de disfunción mitocondrial. Sin embargo, los resultados también sugieren que las células del hipocampo responden al trauma leve aumentando los niveles de NCLX para aminorar el daño mitocondrial y evitar la muerte celular. Queda aún por dilucidar el rol que juegan los receptores NMDA extrasinápticos en los cambios mitocondriales observados. Esta es la primera vez que se estudian los cambios en el manejo mitocondrial del calcio en el trauma cerebral, y es además la primera vez que se documenta la regulación de NCLX en neuropatología aguda como el trauma cerebral.